L'imaging integrato PET/TC nello Studio dei Tumori Testa/Collo
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ATTUALITA’ nella TERAPIA INTEGRATA
LOCOREGIONALE delle NEOPLASIE
delle VIE AEREO-DIGESTIVE SUPERIORI
L’imaging integrato PET/TC nello Studio dei
Tumori Testa/Collo
Dr. Filippo Lauriero
S.C. di Medicina Nucleare – Centro PET
Ospedale “SS. Annunziata – S. G. Moscati”
ASL TA
Taranto 12-14 Gennaio 2012
TUMORI TESTA/COLLO
I tumori testa/ collo sono un gruppo eterogeneo di
neoplasie che si sviluppano dai tessuti della bocca
e cavità orale, della lingua, delle gh. salivari, del
faringe, delle cavità nasali e del laringe.
La maggior parte di questi tumori originano
dall’epitelio della mucosa e sono istotipi a cellule
squamose ma si associano anche altri istotipi che
originano dall’epitelio ghiandolare (gh. salivari)
come l’adenocarcinoma.
DIAGNOSTICA dei TUMORI
TESTA/COLLO
Si avvale primariamente dell’esame clinico,
dell’esame endoscopico e della TC e/o RM, queste
tecniche d’imaging sono in grado di fornire al
clinico ed in particolare al chirurgo, informazioni
altamente dettagliate su anatomia e morfologia del
tumore quali:
Sede
Dimensioni
Estensione
Interessamento di strutture anatomiche circostanti
LIMITI della DIAGNOSTICA
ANATOMO-STRUTTURALE
Scarsa caratterizzazione biologica della neoplasia
Limitata accuratezza nel definire la radicalità dei trattamenti
effettuati (chirurgici, radioterapici o chemioterapici)
Difficoltà di differenziare la persistenza di malattia
neoplastica da quadri reattivi aspecifici (fibrosi, flogosi,
edema)
Scarsa capacità di discriminare, durante il follow-up, le
recidive neoplastiche dagli esiti post-chirurgici e post-attinici
PET/TC
La PET/TC è una tecnica d’imaging ibrida che associa alle
caratteristiche biologiche del tumore (PET) quelle anatomo-
strutturali (TC)
La PET utilizzando radioisotopi positrone-emittenti (B+) consente
di rappresentare in vivo con immagini tridimensionali processi
biochimici e fisiologici cellulari che sovrapposte alle immagini TC
producono immagini di fusione PET/TC (imaging integrato)
permettendo di localizzare la sede anatomica dell’eventuale
alterazione metabolica.
La PET/TC mostra più elevata sensibilità rispetto alla PET per la
migliore definizione anatomica della lesione, soprattutto in una
regione anatomica complessa in cui troviamo ghiandole salivari e
tessuto linfatico che captano 18F-FDG in condizioni fisiologiche.
RADIOISOTOPI Positrone Emittenti I più utiizzati sono 82Rb emivita 1.15 min 15O emivita 2 min 13N emivita 10 min 11C emivita 12 min 18F emivita 110 min Questi radioisotopi legati a specifiche molecole carrier (radiofarmaco) si accumulano all’interno delle cellule neoplastiche che presentano alterazione e/o esaltazione di alcune specifiche attività metaboliche consentendo la loro visualizzazione in vivo.
18 F-FDG (Fluorodesossiglucosio) Il 18F-FDG è il radiofarmaco attualmente di più largo impiego sia in ambito clinico che in quello della ricerca; è un analogo del glucosio, in cui il gruppo idrossilico (OH) dell’atomo di C in posizione 2 è sostituito con un atomo di 18F un isotopo positrone emittente Le cellule neoplastiche sono caratterizzate da elevato consumo di glucosio, elevati livelli di enzimi che controllano la glicolisi (HK, PFK, PDH), aumentata espressione dei trasportatori di membrana (GLUT1, GLUT4) Entra nelle cellule mediante trasporto transmembrana da parte di GLUT 1 - 4 utilizzando lo stesso meccanismo di trasporto del glucosio. Viene fosforilato a 18F-FDG-6P ma contrariamente al glucosio, non viene ulteriormente metabolizzato nella via glicolitica e come tale resta intrappolato nella cellula e si accumula. Il suo accumulo è proporzionale all’attività metabolica glicidica delle cellule.
18F-FDG PET in ONCOLOGIA
Caratterizzazione della lesione (dd fra lesione maligna e benigna)
Staging iniziale
Identificazione di recidive locali (dd. fra malattia attiva e fibrosi) e
di eventuali metastasi linfonodali e a distanza
Predire e monitorare la risposta al trattamento
Contribuire alla definizione del volume/bersaglio per la
elaborazione del piano di trattamento radioterapico
Studio della biocinetica di farmaci antineoplastici utilizzando loro
analoghi radiomarcati
PET/TC nei Tumori Testa/Collo
La PET/TC è ormai considerata una componente
diagnostica integrale della gestione dei tumori
testa/collo.
Le sue applicazioni cliniche sono in progressiva e
costante espansione per la maggiore disponibilità di
apparecchiature con potere risolutivo sempre più
elevato e per la maggiore esperienza e sicurezza nella
valutazione dell’imaging da parte degli operatori.
L’espansione sta proseguendo grazie alla disponibilità
di nuovi radiofarmaci che permettono non solo di
caratterizzare meglio il tumore biologicamente ma
anche di monitorare i cambiamenti indotti dalla terapia
sul tumore.18FDG-PET/TC nei Tumori Testa/collo
Classificazione TNM
Follow-up e ricerca di recidive post-terapia
Ricerca di cancro occulto in pz con metastasi
linfonodali
Individuazione di un secondo tumore primitivo
(tumore sincrono)
Contributo all’ottimizzazione del piano di trattamento
radioterapico personalizzatoCLASSIFICAZIONE TNM dei TUMORI
TESTA/COLLO
La classificazione TNM è quella più utilizzata per la
stadiazione, anche se, non sempre può essere applicata
in maniera schematica in queste neoplasie.
L’accurata stadiazione della malattia, è importante per
la scelta della strategia terapeutica e conoscere
l’estensione della malattia ha implicazioni anche
sull’outcome dei pz.
La definizione del parametro T in fase prechirurgica è
correlata all’estensione, localizzazione, contiguità ed
invasione di strutture viciniori.18F-FDG-PET/TC : parametro T
Il parametro T è ben definito con le tecniche morfo-
strutturali TC e/o RM.
La 18F-FDG PET identifica il tumore primitivo, ci dà
informazioni sulle caratteristiche biologiche (uptake-SUV e
SBR), tuttavia, presenta limitazioni nel fornire dettagli
anatomici per la definizione del piano di trattamento
chirurgico. In diversi studi, è stata dimostrata una maggiore
sensibilità rispetto alla TC nel mostrare piccoli foci
tumorali in organi con struttura conservata.
Studi con tecnica ibrida PET/TC hanno confermato questi
dati (Gamblur J.Nucl.Med.2001).
Connell et al. riportano nel loro lavoro, che la 18F-FDG-
PET/TC modifica la classificazione TNM nel 34% dei pz e il
piano di trattamento radioterapico nel 29%.Immagine tumore primitivo
Immagine tumore primitivo
DEFINIZIONE PARAMETRO N
Il 25-30% dei pazienti con cancro T/C presenta
localizzazioni linfonodali pur non evidenti all’esame
clinico
L’imaging delle catene linfonodali latero-cervicali è
routinariamente eseguita per la ricerca di eventuali
metastasi linfonodali e ciò è importante per la decisione
terapeutica, solo chirurgica o associata con
radioterapia adiuvante
L’utilità della 18F-FDG PET nella definizione dello
stato biologico dei linfonodi è riportata in diversi lavori
e studi comparativi con la TC evidenziano la maggiore
sensibilità e specificità della PET rispetto alla TC nella
individuazione di sedi di malattia linfonodale.PARAMETRO N: ACCURATEZZA
ACCURATEZZA (%)
TC 81
PET 91
CT + PET 97
Zimny et al. 2002
---------------------------------------------------------------------------------
mm no PET(pos)
10 41 41 (100%)
Totali 114 75 (66%)
Crippa et al. 2000Immagini linfonodi
LINFOSCINTIGRAFIA e Biopsia Escissionale del
Linfonodo Sentinella (BELS)
Lo stato biologico dei linfonodi nei tumori della bocca e cavità
orale (labbra, mucosa buccale e gengivale, lingua, palato) può
essere studiato anche con la ricerca intraoperatoria radioguidata
del linfonodo sentinella.
La metodica comporta la somministrazione intramucosa
perilesionale di radiofarmaci colloidali (99mTc-Nanocoll) che
mediante drenaggio linfatico si accumula nel primo linfonodo
(sentinella) della stazione linfoghiandolare locoregionale
Lo stato biologico del L.S. permette di conoscere lo stato di tutta la
stazione linfoghiandolare
L’esame immunoistochimico del L.S. permette di identificare
anche micrometastasi non evidenziate con le colorazioni usuali
(ematossilina/eosina) e consente di definire con più accuratezza il
parametro N.LINFOSCINTIGRAFIA Carcinoma squamoso della mucosa della parete buccale e del fornice gengivale dx - ricerca linfonodo sentinella mediante linfoscintigrafia: Linfonodi in sede angolo- mandibolare e latero-cervicale superiore
T
L.S.
SPECT/TC della testa: carcinoma della mucosa del fornice
gengivale anteriore paramediano sx- linfoscintigrafia con
99mTc-nanocoll per ricerca del linfonodo sentinellaParametro N e Impatto della PET/TC
sulla Strategia Terapeutica
Conoscere lo stato biologico dei linfonodi delle catene
latero-cervicali ha una rilevante ricaduta sulla strategia
terapeutica da adottare nel trattamento dei pazienti
con tumore T/C
Alcuni studi hanno evidenziato come in fase
prechirurgica la 18F-FDG PET/TC consente una
ottimale conoscenza dello stato biologico dei linfonodi
latero-cervicali dei pazienti con tumore T/C con
impatto sulla decisione terapeutica, comportando
modificazione del piano di trattamento nel 20 % dei
casi.PARAMETRO M La 18F-FDG PET ha un ruolo rilevante anche nella ricerca di metastasi a distanza. La TC è solitamente eseguita per lo studio di testa, collo e torace. La PET esplora l’organismo umano dalla base cranica a metà coscia permettendo di ricercare foci metastatici di malattia in un numero maggiore di organi. Metastasi oltre le catene linfonodali latero-cervicali possono essere riscontrate in polmoni, ossa e fegato. Lonneux et al, riportano su 233 pz, una maggiore sensibilità e accuratezza della PET/TC rispetto alla TC nell’identificazione di metastasi a distanza oltre le stazioni linfoghiandolari loco-regionali, con modificazione del management dei pz nel 13.7% (M: 8.6%; N: 5.1%).
Immagine metastasi
PET e SECONDO TUMORE PRIMITIVO Metastasi polmonari si possono riscontrare nei pazienti con T/C. Tuttavia, poichè nei pazienti con T/C può associarsi con una discreta incidenza (6%) un secondo tumore primitivo (tumore sincrono), specialmente in ambito polmonare, qualora si dovesse essere in presenza di un’unica area di patologico accumulo del radiofarmaco in sede polmonare, è opportuno considerare la coesistenza del duplice tumore primitivo.
Immagine doppio tumore
METASTASI da CR OCCULTO
PET/CT nella valutazione
della risposta al trattamento
E’ stato finora accettato che al termine di un
trattamento radio-chemioterapico in pz con HNSCC
localmente avanzato e con completa risposta del
tumore primitivo, si procedesse alla dissezione cervicale
in presenza di masse residue rilevate alla TC.
Negli ultimi anni alcuni AA. hanno messo in
discussione questo dogma in relazione al dato della 18F-
FDG-PET/TC, effettuando la dissezione cervicale
soltanto in pazienti con massa residua e con uptake di
radioglucosio.
Ciò ha comportato una riduzione del numero delle
dissezioni cervicali, molte non necessarie, e delle
consequenziali morbilità associate.PET/CT nella valutazione
della risposta al trattamento
Le tecniche d’imaging strutturale (CT/MRI) sono state
utilizzate per valutare la risposta al trattamento con
risultati non ottimali per la loro limitazione di
identificare piccole aree di cellule neoplastiche vitali
nell’ambito di masse residue o di tessuto fibrotico o
caratterizzare linfonodi reattivi aumentati di volume
La PET/CT ha un significativo vantaggio in questa
fase, in quanto essa ha un’approccio metabolico-
funzionale del tessuto, non ricercando le modificazioni
morfologiche e strutturali
La capacità della PET di individuare la presenza di
tessuto vitale nell’ambito di masse residue o di tessuto
cicatriziale è riportato in diversi lavori.FALSI POSITIVI post radioterapia
In questi pazienti un fattore limitante è rappresentato
da un discreto numero di falsi positivi alla PET e
PET/CT correlato ai cambiamenti tissutali locali indotti
dall’edema e dallo stato infiammatorio post terapia.
In queste situazioni è possibile differenziare i
cambiamenti post-radioterapia dalla presenza di
malattia residua, valutando il pattern di distribuzione
del radioglucosio piuttosto che l’entità dell’uptake.
Il residuo di malattia si presenta come un’area
circoscritta nell’ambito della massa residua, mentre le
modificazioni post-attiniche sono spesso periferiche al
tumore con modificazioni in tessuti precedentemente
integri.PET/CT nella valutazione
della risposta al trattamento
In una metanalisi di 27 studi con PET e PET/CT
nella ricerca di residui di malattia nella sede del
tumore primitivo e dei linfonodi sono stati
riportati i seguenti dati :
tumore linfonodi
Sensibilità 94% 74%
Specificità 82% 88%
VPP 75% 49%
VPN 95% 96%Elevato VPN della PET/TC
VPN elevato sta influenzando il management dei pazienti con HNSCC,
specie in quelli con stadio N 2/3, trattati con radioterapia o radio-
chemioterapia in cui la persistenza di massa residua avrebbe richiesto la
dissezione cervicale.
In uno studio prospettico Porceddu et al. su 112 pz con HNSCC, dopo 12
settimane dalla radioterapia, alla TC 50 pz (45%) presentavano massa
residua, la PET/TC ha evidenziato uptake di FDG in 9/50 pz, nessun
uptake in 41/50.
Nei 9 pz con uptake di FDG alla PET, 1 ha eseguito chemioterapia per
metastasi polmonari; 8 sottoposti a dissezione del collo (6 positivi per
residuo di malattia; 2 negativi)
62 pz negativi in follow-up liberi da malattia con una mediana di circa 50
mesiTiming ottimale della PET/TC
post radio e chemioterapia
Il timing ottimale per la esecuzione della PET/TC dopo
radio-chemioterapia è ancora controverso.
Andrade et al, hanno rilevato che sensibilità, specificità,
VPP e VPN mostrano valori maggiori se la PET/TC
viene eseguita dopo 8 settimane dalla fine della terapia.
Altri AA, consigliano 3 mesi per il restaging, come un
compromesso fra il rischio di un dato falso negativo e la
scoperta tardiva di tessuto tumorale residuo
Tuttavia, in pz con scarsa risposta clinica o apparente
progressione di malattia la PET/TC deve essere
effettuata anche con un intervallo di tempo più
ristretto.PET/TC nel follow-up dei pz con HNSCC
La necessità e la frequenza della valutazione con l’imaging
della malattia dopo trattamento è controversa.
Una precoce individuazione di recidive loco-regionali della
malattia può potenzialmente migliorare la sopravvivenza
favorita da un tempestivo trattamento di salvataggio.
La PET/TC, poiché è una tecnica d’imaging whole-body
basata sulle alterazioni metaboliche tissutali consente una
migliore identificazione del tumore e permette in questa
situazione di trattare la malattia loco-regionale e nello stesso
tempo rende inutile un trattamento locale, qualora vi fossero
metastasi a distanza.PET/TC nel follow-up dei pz con HNSCC
Diversi studi con numero di casi non molto ampi hanno
mostrato una maggiore sensibilità e specificità della PET/TC
rispetto all’esame clinico e alla TC nell’individuazione di
recidive locali, di metastasi a distanza e di secondo tumore.
Lee et al, in uno studio su 156 pz con HNSCC sottoposti a
trattamento radicale (chirurgia e radio) ha riscontrato 31
recidive loco-regionali e 10 metastasi a distanza individuate
in un periodo medio di follow-up di 24 mesi, la maggior parte
rilevate nei primi 12 mesi dal termine della terapia.
La PET/TC ha dimostrato avere una maggiore sensibilità,
VPN e accuratezza rispetto alla TC.
I 116 pz con PET negativa non hanno presentato sedi di
recidiva nel successivo anno di follow-up18F-FDG-PET/TC e RADIOTERAPIA
La radioterapia costituisce un importante caposaldo della
strategia terapeutica dei tumori T/C ed ha il vantaggio di
preservare la funzione degli organi trattati.
L’immagine anatomo-strutturale del tumore fornita dalla
TC rimane il punto di riferimento per la definizione del
piano di trattamento radioterapico e per il mapping della
densità elettronica necessario per il calcolo della dose. La
TC presenta a volte limiti specie verso i tessuti molli nella
definizione del volume bersaglio con variazioni intra e
interosservatore.
L’uso della PET/TC ha potenzialità per compensare le
insufficienze delle tecniche d’imaging anatomiche e poiché
essa permette di evidenziare i cambiamenti dinamici indotti
sul tumore nel corso della terapia radiante può risultare
utile nella definizione di piani di trattamento personalizzati.18F-FDG-PET/TC e RADIOTERAPIA
Il fine della radioterapia è di dare una dose tumoricida di
radiazioni al tumore e alle metastasi linfonodali cervicali e
limitando il più possibile la dose ai tessuti sani circostanti.
Per la definizione dei piani di trattamento vengono
determinati: GTV, CTV, PTV, cui si aggiungono la IGRT
e la IMRT, che facilitano l’adattamento interattivo del
trattamento sulla base delle caratteristiche e delle
modificazioni del tumore e permettono di valutare la
risposta al trattamento.
Nel 2000, Ling et al, hanno introdotto il concetto di
biological target volume (BTV) con il fine di distribuire la
dose radiante nel tumore in relazione alle sue
caratteristiche biologiche, informazioni che le tecniche
d’imaging anatomico non riescono a fornire ma che la
PET/TC può dare.18F-FDG-PET/TC e RADIOTERAPIA
Diversi studi sono stati effettuati per valutare il ruolo
della PET/TC nella definizione di piani terapeutici
personalizzati con risultati discordanti.
Un limite è rappresentato dalle modalità con cui
definire il GTV con la PET in modo da renderlo
operatore indipendente (interpretazione visiva, al 40-
50% del massimo segnale del tumore, SUV 2.5, SBR)
La maggior parte delle modalità di calcolo con la PET
ha dato valori di GTV più piccoli rispetto
all’informazione anatomica e clinica. In circa ¼ dei pz
il PET-GTV è risultato maggiore. In questi casi non
può essere esclusa un uptake correlato alla flogosi
peritumorale e quindi la necessità della conferma
istologica del dato.Definizione delle ROI peritumorali per la determinazione del GTV-PET
18F-FDG-PET/TC e RADIOTERAPIA
La PET può identificare le parti del GTV che
potenzialmente possono richiedere dosi addizionali di
radiazioni.
Ritenendo che il maggiore uptake di FDG rappresenta
una maggiore densità cellulare, la FDG-PET può essere
utilizzata per individuare un sottovolume del tumore
più avido di FDG su cui impiegare una maggiore dose
di radiazione.
La fattibilità di questo approccio è stato dimostrato in
vari studi di piani teorici applicando sia una
distribuzione uniforme della dose sia basata sulla
IMRT.18F-FDG-PET/TC e RADIOTERAPIA
41 pz sono stati trattati con IMRT a due livelli di dose (72.5 e 77.5
Gy). La dose suppletiva è stata applicata contestualmente alla dose
più bassa alla fine del trattamento. La tossicità acuta (disfagia 3
grado) si è verificata nel 50% dei pazienti con entrambi i livelli di
dose. La tossicità limitante la dose si è presentata in 2 pz a dose più
bassa ed in 1 a dose più alta.
Gli AA concludono che la dose maggiore localizzata PET-guidata
appare ben tollerata sia nel gruppo a bassa dose che in quello ad
alta dose e rispettivamente nel 85% e 87% con un follow-up ad un
anno.
Schnagel et al, circa l’applicazione della radioterapia nei linfonodi,
riportano il dato che in 78 pz che alla TC presentavano linfonodi
notevolmente aumentati di volume e ritenuti metastatici, alla FDG-
PET non presentavano uptake e quindi considerati negativi. Al
contrario, alcuni linfonodi con modesto incremento di volume o
con volume normale presentavano uptake del radioglucosio.Considerazioni Gestionali
Idealmente, tutti i pazienti nella stessa sessione dovrebbero eseguire la
PET, la TC con m.d.c. e la simulazione per il piano radioterapeutico.
Per la simulazione PET/TC il pz deve giacere nella stessa posizione che
assume nel corso del trattamento su un letto rigido e immobilizzato in
una maschera rigida includendo la testa ed il collo per consentire la
massima accuratezza della posizione riducendo gli artefatti da
movimento il più possibile. Non tutti gli AA concordano.
Una volta acquisiti i dati PET/TC devono essere trasferiti ad una
workstation dedicata per i piani di trattamento per radioterapia. Questo
processo può essere influenzato da problemi di software, trasferimento
dei dati e problemi di registrazione.
Un altro dato è rappresentato dalla formazione del personale. Per
comprendere le problematiche riguardanti l’acquisizione PET/TC ed i
piani di trattamento con radioterapia, è necessario per gli operatori
effettuare un doppio training o lavorare in stretta sinergia.ALTRI RADIOFARMACI PET - Attività di membrana cellulare 11C e 18F-Colina - Trasporto aminoacidi 18F-tirosina (FET-FMT); 11C-metionina - Proliferazione Cellulare 18F-deossi-Timidina - Ipossia Cellulare 18F-MISO, 64Cu-ATSM - Apoptosi e Angiogenesi - 18F-Annessina V - 18F-Galacto-RGD si lega ad alfa e beta integrine
PET/TC con 18F-3 desossi-timidina (FLT): indicatore di proliferazione cellulare
a.18F-FDG-PET: area di patologico iperaccumulo del
radioglucosio nella cavità buccale in sede sublinguale
paramediana sx
b. TC: area di ipodensità nella stessa sede
c. 18F-FET (fluoro-etil-tirosina)-PET: non evidenza di accumulo
patologico del radiofarmaco nel pavimento della boccaCONCLUSIONI
Le tecnjche d’imaging metabolico e molecolare stanno accrescendo il loro
ruolo per una più accurata stadiazione, ristadiazione del tumore
primitivo testa/collo e delle metastasi linfonodali e per una più
appropriata strategia terapeutica.
Ciò sarà implementato in un prossimo futuro dalla disponibilità di
radiofarmaci con diverso meccanismo di uptake intracellulare
eliminando alcune problematiche connesse all’impiego del FDG.
L’impiego della PET/TC nella definizione dei piani di trattamento in
radioterapia necessita di ulteriori conferme e convalide.
Il BTV può consentire mediante IMRT di accrescere la dose radiante in
alcune aree del tumore e ridurla nei tessuti sani periferici, consentendo di
associare ad un trattamento sempre più appropriato una migliore qualità
di vita del paziente.GRAZIE per l’ATTENZIONE
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